制作误差对纵肋与横隔板焊接细节疲劳抗力的劣化效应

摘要：

纵肋与横隔板焊接细节是正交异性钢桥面板中的典型疲劳易损细节.受到制作焊接技术等因素的制约,该处构造细节的制作误差难以完全规避.为探究其对关注细节疲劳抗力的劣化效应,针对模型试验中产生的制作误差,基于线弹性断裂力学的扩展有限元方法(XFEM),建立含裂纹有限元模型.通过对构造细节的第一主应力场以及断裂力学计算结果的分析对比,得到制作误差对纵肋与横隔板焊接细节疲劳抗力的劣化效应.研究结果表明:试验模型中产生了横隔板犄角切割垂直度误差(Ⅰ区)与横隔板开孔切割断面凹陷误差(Ⅱ区),其中I区制作误差的产生难以改变疲劳裂纹开裂模式;Ⅱ区制作误差削弱了横隔板开孔犄角处的纵向刚度,减轻了横隔板对围焊下方的约束;Ⅱ区制作误差一旦产生,横隔板弧形开孔处Ⅰ—Ⅲ型应力强度因子幅值均会迅速增大,随着制作误差的增加,Ⅰ—Ⅲ型应力强度因子幅值増势减缓.相对于无制作误差工况,Ⅱ区初始制作误差工况关注细节疲劳寿命减少了21.4％,试验制作误差工况关注细节疲劳寿命减少了28.5％.

关键词：纵肋与横隔板焊接细节、制作误差、扩展有限元方法、疲劳抗力劣化效应

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资助基金：国家自然科学基金项目51778533,51578455,51178394;国家科技支撑计划2011BAG07B03;中央高校基本科研业务费专项资金资助项目2682014CX078

在线出版日期：2019-05-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：85-89,94